KR100936928B1 - 수술용 로봇 - Google Patents

Abstract

수술용 로봇이 개시된다. 핸들부와, 핸들부에 연결되는 본체부와, 본체부에 연결되며, 핸들부에 대한 제1 조작에 상응하여 작동되는 로봇 암과, 로봇 암의 선단부에 장착되는 인스트루먼트와, 인스트루먼트의 말단부에 결합되며, 핸들부에 대한 제2 조작에 상응하여 수술에 필요한 동작을 수행하는 조작부를 포함하되, 본체부는 거치부에 결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇은, 수술용 로봇 암의 회동은 수동으로 하고, 인스트루먼트는 로봇에 의해 조작되도록 함으로써 수술용 로봇을 간단하고 슬림하게 구성할 수 있으며, 이에 따라 좁은 공간에도 설치가 가능하고 제조 및 설치에 있어서 비용이 절감되며, 특히 간단한 수술의 경우에는 수술자가 환자 옆에서 용이하게 수술용 로봇을 조작할 수 있어 로봇 수술의 적용성 및 신뢰성을 제고시킬 수 있다.

수술, 로봇

Description

수술용 로봇{Surgical robot}

본 발명은 수술용 로봇에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 말한다. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.

종래의 수술용 로봇은, 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터 로봇과 마스터(master) 로봇으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(slave) 로봇으로 이루어지는데, 통상 슬레이브 로봇은 수술실에, 마스터 로봇은 조작실에 각각 설치하고 마스터 로봇과 슬레이브 로봇을 유, 무선 방식으로 연결하여 원격으로 수술을 진행하게 된다.

그러나, 종래의 수술용 로봇은 그 부피가 매우 커서 설치에 상당한 필요한 공간이 필요하며, 장치의 구성이 복잡하여 제조, 설치 및 숙련 과정에서 많은 시간과 비용이 소요된다는 한계가 있다. 특히, 간단한 수술에 있어서도 종래의 수술용 로봇을 사용할 경우, 소요되는 시간 및 비용으로 인하여 로봇 수술이 오히려 비효율적인 방식이 될 수 있다는 문제가 있다.

본 발명은, 수술용 로봇을 간단하고 슬림하게 구성함으로써 좁은 공간에도 설치가 가능하고 제조 및 설치비용이 절감되며 수술자가 용이하게 조작할 수 있는 수술용 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 핸들부와, 핸들부에 연결되는 본체부와, 본체부에 연결되며, 핸들부에 대한 제1 조작에 상응하여 작동되는 로봇 암과, 로봇 암의 선단부에 장착되는 인스트루먼트와, 인스트루먼트의 말단부에 결합되며, 핸들부에 대한 제2 조작에 상응하여 수술에 필요한 동작을 수행하는 조작부를 포함하되, 본체부는 거치부에 결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇이 제공된다.

본체부는 거치부에 회동가능하도록 결합되며, 본체부는 상기 핸들부에 대한 제3 조작에 상응하여 회동할 수 있다. 거치부의 일단부는 수술용 로봇이 설치되는 수술실의 바닥이나 천정에 설치될 수 있으며, 수술실 내에서 이동가능한 자립형 프레임으로 이루어질 수 있다. 본체부의 거치부에의 결합 부위에는 전원 단자가 구비되며, 본체부는 거치부를 통해 전원을 공급받을 수 있다. 로봇 암의 선단부에는 복 강경이 더 장착될 수 있으며, 본체부에는 복강경으로부터 전송되는 영상 신호를 출력하는 모니터가 설치될 수 있다.

거치부는, 핸들부를 포함하며 사용자의 손에 장착되는 핸드 가이드(hand guide)의 형태로 형성되고, 핸드 가이드가 장착된 사용자의 손가락 및/또는 손목의 움직임에 따라 제2 조작이 수행될 수 있다. 이 경우, 핸드 가이드에는 사용자의 팔에 장착되는 암 가이드(arm guide)가 연결되며, 사용자의 팔의 움직임에 따라 제1 조작이 수행될 수 있다.

본체부에는, 핸들부를 포함하며 사용자의 팔에 장착되는 암 가이드(arm guide)가 결합되고, 암 가이드가 장착된 사용자의 팔의 움직임에 따라 제1 조작이 수행될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수술용 로봇 암의 회동은 수동으로 하고, 인스트루먼트는 로봇에 의해 조작되도록 함으로써 수술용 로봇을 간단하고 슬림하게 구성할 수 있으며, 이에 따라 좁은 공간에도 설치가 가능하고 제조 및 설치에 있어서 비용이 절감되며, 특히 간단한 수술의 경우에는 수술자가 환자 옆에서 용이하게 수술용 로봇을 조작할 수 있어 로봇 수술의 적용성 및 신뢰성을 제고시킬 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일 한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수술용 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 거치대(1), 핸들부(10), 본체부(20), 전원 단자(22), 모니터(24), 로봇 암(30), 인스트루먼트(32), 조작부(34), 복강경(36)이 도시되어 있다.

본 실시예는 수술용 로봇 암의 회동은 수술자가 수동으로 하고, 인스트루먼트의 조작은 로봇 시스템에 의해 이루어지도록 함으로서 수술용 로봇을 장치적으로 간단하고 슬림하게 구성한 것을 특징으로 한다. 즉, 마스터 로봇과 슬레이브 로봇의 구분을 없애고, 마스터 로봇의 조작에 따라 슬레이브 로봇 암을 회동시키기 위해 소요되었던 복잡한 기구적 구성을 모두 생략함으로써 장치적 슬림화를 구현한 것이다.

또한, 본 실시예에 따른 수술용 로봇의 조작의 편의성을 증대시키기 위해, 수술자가 로봇을 들고 수술을 진행하는 것이 아니라 수술용 로봇을 소정의 거치부에 거치시켜 조작하도록 함으로써, 보다 정밀하게 수술용 로봇을 회동 및 조작할 수 있어 로봇 수술의 신뢰성을 제고시킬 수 있다.

도 1에는 구조물 형태의 거치대(1)로 거치부를 구성한 사례가 도시되어 있다. 나아가, 거치대(1)를 통해 수술용 로봇에 전원이나 통신 라인이 연결되도록 함으로써, 복잡한 케이블을 간소화하고 간편하게 수술실용 로봇을 설치 및 조작할 수 있다.

본 실시예에 따른 수술용 로봇은, 본체부(20)의 한쪽에는 로봇 암(30)이, 다른 한쪽에는 로봇 암(30)을 조작하기 위한 핸들부(10)가 연결된 구조로 이루어진다. 전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 수술용 로봇은 마스터 로봇과 슬레이브 로봇이 통합된 형태로 구성되며, 본체부(20)에 연결된 핸들부(10)를 조작함으로써 로봇 암(30)이 작동하게 된다.

예를 들어, 핸들부(10)를 일 방향으로 이동시키면 그에 따라 로봇 암(30)도 일 방향으로 이동하고, 핸들부(10)를 소정 각도 회전시키면 그에 따라 로봇 암(30)도 회전하는 등 로봇 수술을 수행하기 위해 수술자의 핸들에 대한 조작이 그대로 로봇 암(30)의 회동에 반영되도록 할 수 있다.

이처럼, 본체부(20)에 직접 연결된 핸들부(10)를 회동시킴으로써 로봇 암(30)이 그에 따라 회동하도록 함으로써, 수술용 로봇을 장치적으로 간단하게 구성할 수 있게 된다. 이처럼 로봇 암(30)을 회동시키도록 하는 핸들부(10)에 대한 조작을 '제1 조작'이라 할 때, 제1 조작에 따른 로봇 암(30)의 회동 방식은 전자적 및/또는 기계적인 방식으로 구현할 수 있다.

한편, 경우에 따라서는 핸들부(10)에 대한 제1 조작 중 일부의 조작은 로봇 암(30)에 대한 회동으로 구현되지 않도록 필터링(filtering)할 수도 있다. 예를 들어, 수술자의 손떨림이나 수술자의 실수로 핸들부(10)가 중력에 의해 아래로 떨어지는 경우 등, 핸들부(10)에 원하지 않는 조작이 가해질 때에도 그에 따라 로봇 암(30)이 회동하게 되면, 로봇 수술에 오차가 생기거나 수술과정에서 사고가 발생할 수 있다.

이와 같이 의도하지 않은 제1 조작이 발생할 경우, 본체부(20)에 필터링부 를 구비함으로써 핸들부(10)에 대한 제1 조작이 로봇 암(30)의 회동으로 이어지지 않도록 할 수 있다. 필터링부는, 의도하지 않은 제1 조작을 검출하여 이에 따른 신호가 로봇 암(30)으로 전송되지 않도록 하는 전기적 회로로 구성될 수 있으며, 제1 조작이 소정의 기준치보다 작거나(예를 들어, 손떨림) 클 경우(예를 들어, 중력에 의한 핸들부(10)의 떨어짐) 그 조작이 로봇 암(30)의 회동으로 이어지지 않도록 하는 기계적 결합관계로 구성될 수도 있다.

로봇 암(30)의 선단부에는 수술용 인스트루먼트(32)가 장착된다. 인스트루먼트(32)는 로봇 수술을 위해 로봇 암(30)에 탈착가능하게 장착되는 것으로, 수술의 종류에 따라 다른 형태로 구성될 수 있으며, 수술 과정에서 필요에 따라 교체되는 일종의 '수술 도구'이다.

일반적으로 수술용 인스트루먼트(32)는 로봇 암(30)의 선단부에 장착되는 하우징과, 하우징으로부터 일정 길이 연장되는 샤프트, 그리고 샤프트의 말단부에 결합되는 조작부(34)로 이루어진다. 하우징에는 구동휠이 결합되며, 구동휠은 와이어 등을 통해 조작부(34)에 연결되어 구동휠의 회전에 따라 조작부(34)가 원하는 대로 작동을 하게 된다. 이를 위해 로봇 암(30)의 선단부에는 인스트루먼트(32)에 결합된 구동휠을 회전시키기 위한 액추에이터가 설치된다.

이 경우 본 실시예에 따른 핸들부(10)를 조작함으로써 인스트루먼트(32)의 말단에 결합된 조작부(34)를 작동시킬 수 있다. 조작부(34)를 동작시키는 핸들부(10)에 대한 조작을 '제2 조작'이라 할 때, 제2 조작은 제1 조작과 마찬가지로 핸들의 이동 또는 회전에 의해 구현될 수 있으며, 필요에 따라서는 제2 조작을 위 한 전용 스위치 및/또는 핸들을 핸들부(10)에 추가할 수도 있다.

예를 들어, 제2 조작을 위한 스위치를 OFF시킨 상태에서 핸들부(10)를 회동시키면 그에 따라 로봇 암(30)이 회동하게 되나, 제2 조작을 위한 스위치를 ON시킨 상태에서는 핸들부(10)를 조작함에 따라 조작부(34)가 수술에 필요한 동작을 하도록 할 수 있다.

나아가, 핸들부(10)에 제2 조작 전용 핸들을 추가로 설치한 경우에는 제2 조작 전용 핸들을 조작함으로써 조작부(34)가 수술에 필요한 동작을 하도록 할 수 있다. 이 경우에는 핸들부(10)를 통해 제1 조작과 제2 조작을 동시에 수행할 수 있으며, 그에 따라 로봇 암(30)의 회동과 조작부(34)의 동작이 동시에 이루어지도록 할 수 있어, 보다 복잡하거나 특수한 상황에서도 로봇 수술을 원활하게 진행할 수 있다.

핸들부(10)에 대해 제2 조작을 할 경우, 액추에이터 및 그에 결합된 구동휠이 소정 각도 회전하며, 그에 따라 구동휠에 와이어로 연결된 조작부(34)가 동작을 하게 된다. 다만, 본 실시예에 따른 핸들부(10)에 대한 제2 조작에 따라 조작부(34)를 동작시키는 메커니즘이 반드시 전술한 것처럼 구성되어야 하는 것은 아니며, 로봇 수술을 위해 조작부(34)에 필요한 동작을 구현할 수 있는 다양한 전기적/기계적 메커니즘이 적용될 수도 있음은 물론이다.

한편, 제2 조작의 경우에도 그 일부가 조작부(34)의 작동으로 구현되지 않도록 필터링(filtering)할 수 있으며, 이를 위해 본체부(20)에 다양한 방식의 필터링부를 구비할 수 있음은 제1 조작의 경우와 마찬가지이다.

전술한 것처럼, 본 실시예에 따른 수술용 로봇은 거치대(1)에 설치될 수 있는데, 본 실시예에 따른 거치대(1)는 수술실의 바닥이나 천정 등 건물의 구조체에 설치되는 일종의 구조물에 해당한다. 예를 들어, 수술실 천정에 거치대(1)를 설치할 경우, 철제 프레임 등으로 구성되는 거치대(1)는 앵커 볼트 등으로 천정에 고정될 수 있으며, 천정에 레일을 고정시키고 레일을 따라 철제 프레임이 이동할 수 있는 구조로 거치대(1)를 구성할 수도 있다.

즉, 본 실시예에 따른 거치대가 반드시 천정에 고정된 형태로 구성되어야 하는 것은 아니며, 거치대가 천청에 설치되되 수술실 내에서 일정 범위, 예를 들면 환자가 누워 있는 수술용 침대 주변의 소정 범위 내에서 로봇이 이동할 수 있도록 거치대가 이동가능하도록 천정에 설치될 수도 있다.

한편, 거치대가 수술실의 바닥에 설치될 경우에는 하단에 바퀴가 결합된 자립형 프레임의 형태로 거치대를 구성하고, 여기에 본 실시예에 따른 수술용 로봇을 거치시킴으로써, 필요에 따라 로봇을 수술실 내의 소정의 지점으로 용이하게 이동시킬 수 있다.

거치대(1)를 천정에 고정시킬 경우에는 거치대(1)에 설치되는 수술용 로봇이 안정적으로 지지되므로 보다 안정되고 정밀한 수술을 수행할 수 있으며, 거치대(1)를 이동가능하도록 구성할 경우에는 수술용 로봇이 거치대(1)에 설치한 상태로 이동가능하므로, 수술과정에서 필요에 따라 적절한 위치로 수술용 로봇을 이동시킬 수 있어 보다 원활하고 신속한 수술이 가능하게 된다.

본 실시예에 따른 수술용 로봇의 본체부(20)는 거치대(1)에 고정될 수 있으 며, 회동가능하도록 설치될 수도 있다. 본체부(20)를 회동가능하도록 거치대(1)에 설치할 경우에는 핸들부(10)를 조작함으로써 수술용 로봇 전체, 즉 본체부(20) 및 그에 연결된 로봇 암(30) 등이 회동하게 된다.

수술용 로봇 전체를 회동시키는 핸들부(10)에 대한 조작을 '제3 조작'이라 할 때, 제3 조작은 제1, 제2 조작과 마찬가지로 핸들의 이동 또는 회전에 의해 구현될 수 있으며, 필요에 따라서는 제3 조작을 위한 전용 클러치 및/또는 스위치를 핸들부(10)에 추가할 수도 있다.

예를 들어, 제3 조작을 위한 클러치를 연결하지 않은 상태에서 핸들부(10)를 회동시키면 이는 제1 조작에 해당하여 그에 따라 로봇 암(30)이 회동하게 되나, 제3 조작을 위한 클러치를 연결하면 그에 따라 핸들부(10)에 대한 제1 조작이 기계적으로 차단되고 핸들부(10)가 고정되어, 사용자가 핸들부(10)를 회동시킴에 따라 수술용 로봇을 전체적으로 회동시킬 수 있다.

한편, 제3 조작을 위한 스위치를 추가한 경우에는, 해당 스위치를 OFF시킨 상태에서 핸들부(10)를 회동시키면 그에 따라 로봇 암(30)이 회동하게 되나, 제3 조작을 위한 스위치를 ON시키면 핸들부(10)의 조작에 따른 신호가 로봇 암(30)에 대한 회동으로 연결되지 않아, 핸들부(10)를 회동시켜 수술용 로봇을 전체적으로 회동시킬 수 있게 된다.

이처럼 수술용 로봇을 전체적으로 회동시킴에 따라, 제1 조작에 따른 로봇 암(30)의 회동만으로는 커버되지 않는 위치에서 수술을 수행할 경우 수술용 로봇 전체를 회동시킬 수 있어 수술이 가능하게 된다.

핸들부(10)에 대해 제3 조작을 함으로써 수술용 로봇을 전체적으로 회동시키기 위해, 본체부(20)와 거치대(1) 간의 결합부위에는 힌지, 볼조인트, 가이드 레일 등 다양한 기구적 구성요소가 개재될 수 있으며, 각 기구적 구성요소에는 구동모터를 결합하여 사용자가 적은 힘을 가하더라도 용이하게 수술용 로봇을 회동시킬 수 있도록 할 수 있다.

즉, 각 기구적 구성요소에 결합되는 구동모터는 수술용 로봇의 회동과정에서 작용하는 중력 및/또는 마찰력을 경감시킴으로써, 사용자가 제3 조작을 함에 있어 어느 방향으로든 균일한 힘을 가하여 수술용 로봇을 회동시킬 수 있도록 하며, 이에 따라 로봇 수술의 안정성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

한편, 제3 조작의 경우에도 그 일부가 로봇의 회동으로 구현되지 않도록 필터링(filtering)할 수 있는데, 예를 들면 본체부(20)와 거치대(1)의 결합 부위에 스토퍼(stopper) 등을 설치하여 미리 설정된 위치로 수술용 로봇을 용이하게 회동시키거나, 필요 이상으로 로봇이 회동하지 못하도록 할 수 있다.

전술한 수술용 로봇에는 전원 케이블이나 각종 통신 케이블이 연결되어 로봇 수술이 진행된다. 이 경우 로봇에 연결되는 많은 케이블 등으로 인하여 주변이 복잡하게 되며, 케이블의 단락, 단선 또는 다른 의료 기구와의 간섭 등으로 인하여 로봇 수술의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

이에, 본 실시예에 따른 수술용 로봇은 거치대(1)를 통하여 전원이나 통신 라인이 연결될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 본체부(20)에 전원 단자(22)를 형성하고, 이에 대응하여 거치대(1)에는 전원 공급부를 형성함으로써, 수술용 로봇을 거치대(1)에 설치하는 과정에서 전원 단자(22)가 전원 공급부에 연결되도록 하여 수술용 로봇에 전원이 공급되도록 할 수 있다. 이는 전원뿐만 아니라 다른 통신 라인에도 적용될 수 있으며, 이를 위해 본체부(20)에는 각종 단자가, 거치대(1)에는 그에 대응하는 어댑터가 형성될 수 있다.

로봇 수술을 수행하기 과정에서 수술자는 수술이 진행되는 부위에 복강경(36)을 삽입하고, 복강경(36)을 통해 환자의 체내를 직접 육안으로 확인하면서 수술을 진행하게 된다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 수술용 로봇에는 영상 신호를 출력하기 위한 모니터(24)가 설치되는데, 모니터(24)에는 수술환자의 맥박, 심전도, 수술실의 온습도, 수술용 로봇 등 각종 기기의 작동상태 등이 표시될 뿐만 아니라 복강경(36)을 통해 획득된 영상 신호 또한 출력될 수 있다.

따라서, 본 실시예 따른 수술용 로봇에 2개의 로봇 암(30)을 연결하고 로봇 암(30)의 하나에는 수술용 인스트루먼트(32)를, 다른 하나에는 복강경(36)을 장착하여 수술을 진행하는 경우, 핸들부(10)를 조작(예를 들어, 제1 조작)하여 인스트루먼트(32) 및 복강경(36)을 환자의 체내로 삽입할 수 있으며, 복강경(36)을 통해 획득된 영상을 모니터(24)를 통해 육안으로 확인하면서 핸들부(10)를 조작(예를 들어, 제2 조작)하여 조작부(34)를 작동시킴으로써 로봇 수술을 수행하게 된다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 수술용 로봇은 본체부(20)에 직접 핸들부(10)와 로봇 암(30)을 연결함으로써 장치적으로 간단하고 슬림하며, 그 결과 보다 좁은 공간에도 설치가 가능하므로 종래에는 로봇 수술이 불가능했던 상황에서도 로봇 수술을 진행할 수 있게 된다.

한편, 수술용 로봇을 포터블(portable)하게 구현함으로써 환자의 바로 옆에 수술용 로봇을 설치하여 수술을 진행할 수 있어, 수술자가 직접 집도하는 것처럼 로봇 수술의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 수술용 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본체부(20), 로봇 암(30), 핸드 가이드(40), 암 가이드(42)가 도시되어 있다.

본 실시예는 사용자의 손에 장착하여 사용할 수 있는 핸드 가이드(40)의 형태로 거치부를 구성한 사례이다. 즉, 전술한 실시예에서와 같이 구조물 형태로 거치대(1)를 구성하여 수술실의 바닥이나 천정에 고정하는 방식뿐만 아니라, 핸들부(10)를 사용자가 착용할 수 있는(wearable) 형태로 구현함으로써, 보다 직관적이고 포터블(portable)하게 로봇 수술을 수행할 수 있도록 한 것이다.

거치부를 핸드 가이드(40)의 형태로 형성할 경우, 핸들부(10)는 핸드 가이드(40)에 포함되어 사용자가 핸드 가이드(40)를 손을 장착한 후 핸들부(10)를 잡고 제1 및/또는 제2 조작을 수행하도록 할 수 있다.

나아가, 핸드 가이드(40)를 도 2에 도시된 것처럼 글러브(glove)의 형태로 형성하고, 핸들부(10)를 글러브와 일체로 구성할 수도 있는데, 이 경우 글러브에 끼워진 사용자의 손가락이 접하는 부분에 각종 버튼을 형성하고, 사용자의 손목이 접하는 부분이 회동가능하도록 구성함으로써, 사용자가 마치 장갑을 착용하는 것처럼 본 실시예에 따른 글러브에 손을 끼우고 손가락 및/또는 손목을 움직여 제1 조작이나 제2 조작을 하도록 할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 핸드 가이드(40)를 사용자의 팔꿈치나 어깨에까지 연장되도록 함으로써, 즉 본 실시예에 따른 핸드 가이드(40)에 사용자의 팔에 장착되는 암 가이드(42)를 연결함으로써, 사용자가 핸드 가이드(40) 및 암 가이드(42)를 몸에 장착하고 손가락, 손목, 팔꿈치, 어깨 등을 움직여 제1 조작이나 제2 조작을 하도록 할 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 거치부를 핸드 가이드(40) 형태로 구성함으로써, 수술용 로봇을 사용하는 사람이 마치 직접 손으로 수술을 수행하는 것처럼 로봇을 조작하여 정밀하고 안정적인 로봇 수술을 진행할 수 있다.

본 실시예에 따른 핸드 가이드(40)에 암 가이드(42)를 연결하여 사용자의 팔까지 장착될 수 있는 형태로 구성할 경우, 사용자의 손가락이나 손목의 움직임은 제2 조작을, 사용자의 팔이나 어깨의 움직임은 제1 조작을 수행하도록 함으로써, 직접 손으로 수술을 하는 것과 같은 직관적인 조작감(操作感)을 구현할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 핸드 가이드(40)와 암 가이드(42)는 반드시 병행하여 사용되어야 하는 것은 아니며, 핸드 가이드(40)만 또는 암 가이드(42)만 사용될 수도 있다.

예를 들어, 암 가이드만(42)을 사용할 경우에는 사용자가 조이스틱 형태 등의 핸들부(10)를 손으로 잡고 제2 조작을 수행하고, 사용자의 팔에는 암 가이드(42)를 장착하여 제1 조작을 수행할 수 있다. 즉, 사용자의 팔에 장착하는 장갑이나 암 가이드(42) 등을 본체부(20)에 결합하고, 핸들부(10)는 조이스틱 형태나 도 1에 도시된 형태 등으로 구성할 수도 있는 것이다.

본 실시예에서는 거치부를 핸드 가이드(40) 및 암 가이드(42)의 형태로 구성하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 핸드 가이드(40) 등에 전술한 실시예의 거치대(1)를 더 결합하는 등 다른 형태의 거치부와 병행하여 구성될 수도 있음은 물론이다.

이상으로 본 실시예에 따른 수술용 로봇의 구성, 기능 및 작용에 대해 상세히 설명하였다. 본 실시예에 따른 수술용 로봇은 종래와 같은 마스터/슬레이브 구조가 아니라 일체형으로 이루어지고, 핸들부에 대한 제1 조작, 제2 조작, 제3 조작에 따라 로봇 암, 인스트루먼트, 본체부가 각각 작동된다.

또한, 핸들부를 포함하는 핸드 가이드 및/또는 암 가이드가 설치됨으로써 사용자의 손이나 팔의 움직임에 연동하여 제1 조작, 제2 조작, 제3 조작이 수행될 수 있는데, 핸드 가이드는 가이드 프레임 형태나 글러브 형태 등으로, 암 가이드는 가이드 프레임 형태나 토시 형태 등으로 형성될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수술용 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 수술용 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 거치대 10 : 핸들부

20 : 본체부 22 : 전원 단자

24 : 모니터 30 : 로봇 암

32 : 인스트루먼트 34 : 조작부

36 : 복강경 40 : 핸드 가이드

42 : 암 가이드

Claims (9)

1. 사용자의 조작에 의해 소정의 신호를 생성, 전송, 수신하여 수술에 필요한 각종 동작을 수행하는 로봇으로서,

   사용자에 의해 조작되는 핸들부와;

   상기 핸들부에 연결되며, 상기 핸들부에 대한 제1 조작에 따라 제1 신호를 생성하고, 상기 핸들부에 대한 제2 조작에 따라 제2 신호를 생성하는 본체부와;

   상기 본체부에 연결되며, 상기 제1 신호를 받아 작동되는 로봇 암과;

   상기 로봇 암의 선단부에 장착되는 인스트루먼트와;

   상기 인스트루먼트의 말단부에 결합되며, 상기 제2 신호를 받아 수술에 필요한 동작을 수행하는 조작부를 포함하되,

   상기 본체부는 거치부에 결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체부는 상기 거치부에 회동가능하도록 결합되며, 상기 본체부는 상기 핸들부에 대한 제3 조작에 상응하여 회동하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
3. 제1항에 있어서,

   상기 거치부의 일단부는 상기 수술용 로봇이 설치되는 수술실의 천정에 설치되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
4. 제1항에 있어서,

   상기 거치부는 상기 수술용 로봇이 설치되는 수술실 내에서 이동가능한 자립형 프레임으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
5. 제1항에 있어서,

   상기 본체부의 상기 거치부에의 결합 부위에는 전원 단자가 구비되며, 상기 본체부는 상기 거치부를 통해 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
6. 제1항에 있어서,

   상기 로봇 암의 선단부에는 복강경이 더 장착될 수 있으며,

   상기 본체부에는 상기 복강경으로부터 전송되는 영상 신호를 출력하는 모니터가 설치되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
7. 제1항에 있어서,

   상기 거치부는, 상기 핸들부를 포함하며 사용자의 손에 장착되는 핸드 가이 드(hand guide)의 형태로 형성되고,

   상기 핸드 가이드가 장착된 사용자의 손가락 및 손목 중 어느 하나 이상의 움직임에 따라 상기 제2 조작이 수행되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
8. 제7항에 있어서,

   상기 핸드 가이드에는 사용자의 팔에 장착되는 암 가이드(arm guide)가 연결되며,

   상기 암 가이드가 장착된 사용자의 팔의 움직임에 따라 상기 제1 조작이 수행되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.
9. 제1항에 있어서,

   상기 본체부에는, 상기 핸들부를 포함하며 사용자의 팔에 장착되는 암 가이드(arm guide)가 결합되고,

   상기 암 가이드가 장착된 사용자의 팔의 움직임에 따라 상기 제1 조작이 수행되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇.

Images